CN109510483A - 一种同步整流电路、充电器及同步整流电路控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种同步整流电路、充电器及同步整流电路控制方法，该电路包括：变压器，包括次级绕组；MOS管，所述MOS管的漏极与所述次级绕组的一端连接，所述MOS管的源极与负载连接；整流控制模块，所述整流控制模块的驱动端与所述MOS管的栅极连接；MOS管控制模块，所述MOS管控制模块的第一端与所述MOS管的栅极连接，所述MOS管控制模块的第二端与所述MOS管的源极连接，所述MOS管控制模块的第三端与所述整流控制模块的电源端连接，在所述整流控制模块的电源端的电压未达到预设值的情况下，控制所述MOS管处于截止状态。通过本发明提供的同步整流电路，可以避免因充电器尚未正常工作时初级MOS管和次级MOS管共同导通导致充电器充电失效的问题。

Description

一种同步整流电路、充电器及同步整流电路控制方法

技术领域

本发明涉及电路技术领域，尤其涉及一种同步整流电路、充电器及同步整流电路控制方法。

背景技术

同步整流技术是一种使用MOS管来取代次级肖特基的技术。由于MOS管的损耗比肖特基要小很多，因此，在充电器中使用同步整流技术，可以使充电器的发热情况和充电效率得到较大改善。

然而，由于MOS管的漏极(即D极)、栅极(即G极)以及源极(即S极)之间存在寄生电容(例如，Ciss、Coss、Crss等)，充电器的次级采用把MOS管，当充电器上电且还未开始正常工作时，变压器的次级绕组会通过MOS管的寄生电容给MOS管一个电压Vgs，该电压Vgs会受输入电压的大小以及寄生电容的大小影响。当电压Vgs达到MOS管的导通电压时，该MOS管就会导通，由于此时充电器的初级MOS管也处于导通的状态，就会出现初级MOS管和次级MOS管共同导通的现象，容易导致充电器无法正常启机，甚至会导致充电器发生炸机。

发明内容

本发明实施例提供一种同步整流电路、充电器及同步整流电路控制方法，以解决因充电器尚未正常工作时初级MOS管和次级MOS管共同导通导致充电器充电失效的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种同步整流电路。该同步整流电路包括：

变压器，包括次级绕组；

MOS管，所述MOS管的漏极与所述次级绕组的一端连接，所述MOS管的源极与负载连接；

整流控制模块，所述整流控制模块的驱动端与所述MOS管的栅极连接；

MOS管控制模块，所述MOS管控制模块的第一端与所述MOS管的栅极连接，所述MOS管控制模块的第二端与所述MOS管的源极连接，所述MOS管控制模块的第三端与所述整流控制模块的电源端连接，在所述整流控制模块的电源端的电压未达到预设值的情况下，控制所述MOS管处于截止状态。

第二方面，本发明实施例还提供一种充电器，该充电器包括上述的同步整流电路。

第三方面，本发明实施例还提供一种同步整流电路控制方法，应用于上述的同步整流电路，该方法包括：

所述MOS管控制模块在检测到所述整流控制模块的电源端的电压未达到预设值的情况下，控制所述MOS管处于截止状态。

本发明实施例中，由于上述MOS管控制模块可以在所述整流控制模块的电源端的电压未达到预设值的情况下，控制MOS管处于截止状态，防止充电器尚未正常工作时次级MOS管导通，从而可以避免充电器尚未正常工作时初级MOS管和次级MOS管共同导通，进而可以避免因初级MOS管和次级MOS管共同导通导致充电器充电失效的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的同步整流电路的电路结构图之一；

图2是本发明实施例提供的同步整流电路的电路结构图之二；

图3是本发明实施例提供的同步整流电路的电路结构图之三；

图4是本发明实施例提供的同步整流电路的电路结构图之四；

图5是本发明实施例提供的同步整流电路控制方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种同步整流电路，该同步整流电路可以应用于充电器。参见图1，图1是本发明实施例提供的同步整流电路的示意图。如图1所示，该同步整流电路包括：

变压器10，包括初级绕组11和次级绕组12；

MOS管20，所述MOS管20的漏极与所述次级绕组12的一端连接，所述MOS管20的源极用于连接负载；

整流控制模块30，所述整流控制模块30的驱动端与所述MOS管20的栅极连接；

MOS管控制模块40，所述MOS管控制模块40的第一端与所述MOS管20的栅极连接，所述MOS管控制模块40的第二端与所述MOS管20的源极连接，所述MOS管控制模块的第三端与所述整流控制模块30的电源端连接，在所述整流控制模块30的电源端的电压未达到预设值的情况下，控制所述MOS管处于截止状态。

本实施例中，如图1所示，上述变压器10的初级绕组11用于连接同步整流的初级电路，变压器10的次级绕组12用于连接同步整流的次级电路，其中，次级电路的输出端可以包括电压输出端和接地端，用于连接负载。

上述整流控制模块30可以是整流控制集成电路(Integrated Circuit，简称为IC)，包括驱动端和电源端(即Vcc端)，其中，整流控制模块30的驱动端可以与MOS管20的G极(即栅极)连接，整流控制模块30的电源端可以与次级电路的电压输出端连接。上述预设值可以根据实际需求进行合理设置，例如，上述预设值可以是整流控制模块30的启动电压，或是整流控制模块30正常工作的电压等。

实际应用中，可以通过MOS管控制模块40检测整流控制模块30的电源端的电压，并可以在检测到整流控制模块30的电源端的电压未达到预设值的情况下，控制MOS管20处于截止状态，例如，控制MOS管20的源极和栅极短接，或是向MOS管20的源极和栅极之间施加反向电压等，可以避免在整流控制模块30正常工作前MOS管20导通，从而可以避免充电器尚未正常工作时初级MOS管和次级MOS管共同导通，进而可以避免因初级MOS管和次级MOS管共同导通导致充电器充电失效的问题。

可选的，所述MOS管控制模块40在所述整流控制模块30的电源端的电压未达到预设值的情况下，控制所述MOS管20的栅极和所述MOS管的源极处于短路状态，所述MOS管控制模块40还在所述整流控制模块30的电源端的电压达到预设值的情况下，控制所述MOS管20的栅极和所述MOS管20的源极之间处于断路或通路状态。

本实施例中，在MOS管20的栅极和源极处于短路状态(也即MOS管的栅极和源极之间短接)的情况下，MOS管20无法导通，也即MOS管30处于截止状态；在MOS管20的栅极和源极处于断路或通路状态，也即MOS管20的栅极和源极处于非短路状态的情况下，MOS管20可以正常工作。

需要说明的是，上述MOS管的栅极和源极之间处于通路状态是指MOS管的栅极和源极之间连接有负载电路，MOS管的栅极和源极经由负载电路进行导通，例如，MOS管的栅极和源极之间连接有整流控制模块。

实际应用中，MOS管控制模块40可以在检测到整流控制模块30尚未正常工作的情况下，控制MOS管20的栅极和源极处于短路状态，以避免MOS管20导通；在检测到整流控制模块30正常工作的情况下，控制MOS管20的栅极和源极处于断路或通路状态，也即MOS管20的栅极和源极之间处非短路状态，以使MOS管可以正常工作，实现同步整流。

本实施例中，在所述整流控制模块30的电源端的电压未达到预设值的情况下，控制所述MOS管20的栅极和所述MOS管的源极处于短路状态，可以避免充电器尚未正常工作时初级MOS管和次级MOS管共同导通，且实现较为简单；在所述整流控制模块30的电源端的电压达到预设值的情况下，控制所述MOS管20的栅极和所述MOS管20的源极之间处于断路或通路状态，可以保证MOS管的正常工作。

可选的，如图2所示，所述MOS管控制模块40可以包括：

开关41，所述开关41的第一端与所述MOS管20的栅极连接，所述开关41的第二端与所述MOS管20的源极连接；

控制电路42，所述控制电路42的第一端连接所述开关41的第三端，所述控制电路的第二端连接所述整流控制模块30的电源端，所述控制电路42在所述整流控制模块30的电源端的电压未达到预设值的情况下，控制所述开关41闭合，以使所述MOS管20的栅极和所述MOS管的源极处于短路状态，在所述整流控制模块30的电源端的电压达到预设值的情况下，控制所述开关41断开，以使所述MOS管20的栅极和所述MOS管的源极处于断路或通路状态。

本实施例中，上述开关41可以是任意可以实现断开和闭合的电路或是器件。可选的，上述开关41可以是常闭开关，也可以是常开开关。上述控制电路42可以是任意可以控制开关断开和闭合的电路或是器件，例如，控制电路42可以是单片机、可编程逻辑器件、电压放大器或电压比较器等。

实际应用中，可以在整流控制模块30的电源端的电压未达到预设值的情况下，控制所述开关41闭合，此时MOS管20的栅极和所述MOS管的源极处于短路状态，无法导通；在整流控制模块30的电源端的电压达到预设值的情况下，控制所述开关41断开，此时MOS管20的栅极和所述MOS管的源极未处于短路状态，可以正常工作。

本实施例通过在MOS管的栅极和MOS管的源极之间连接开关，实现电路较为简单，可以减少成本，并可减小占用的体积。

以下结合图3对本发明实施例进行说明：

如图3所示，MOS管20的S极连接次级电路的接地端GND，整流控制模块30的电源端Vcc连接次级电路的电压输出端Vbus，MOS管20的G极连接整流控制模块30的驱动端和开关41的第一端，开关41的第二端连接MOS管20的S极，开关41的第三端连接控制电路42的第一端，控制电路42的第二端连接整流控制模块30的电源端Vcc。

开关41可以默认处于闭合状态，在整流控制模块30的电源端Vcc的电压小于预设值的情况下，控制电路42可以控制开关41保持闭合状态，此时MOS管20的G极和S极短路，MOS管20处于截止状态，在整流控制模块30的电源端Vcc的电压大于或等于预设值的情况下，控制电路42可以控制开关41断开，此时MOS管20的G极和S极未短路，MOS管20可以正常工作。

可选的，所述控制电路42包括电压比较器，其中，所述电压比较器的输入端连接所述整流控制模块的电源端，所述电压比较器的输出端连接所述开关的第三端，在所述整流控制模块的电源端的电压未达到预设值的情况下，控制所述开关闭合，以使所述MOS管的栅极和所述MOS管的源极处于短路状态，在所述整流控制模块的电源端的电压达到预设值的情况下，控制所述开关断开，以使所述MOS管的栅极和所述MOS管的源极处于断路或通路状态。

例如，上述开关可以默认处于闭合状态，电压比较器可以将整流控制模块的电源端的电压与预设值进行比较，在整流控制模块的电源端的电压小于预设值的情况下，可以输出低电平，此时，开关仍可以保持闭合状态，在整流控制模块的电源端的电压大于或等于预设值的情况下，可以输出高电平，此时可以驱动开关断开。

本实施例通过电压比较器控制开关的断开与闭合，实现电路较为简单，可以减少成本，并可减小占用的体积。

可选的，所述控制电路42包括电压放大器，其中，所述电压放大器的输入端连接所述整流控制模块的电源端，所述电压放大器的输出端连接所述开关的第三端，在所述整流控制模块的电源端的电压未达到预设值的情况下，控制所述开关闭合，以使所述MOS管的栅极和所述MOS管的源极处于短路状态，在所述整流控制模块的电源端的电压达到预设值的情况下，控制所述开关断开，以使所述MOS管的栅极和所述MOS管的源极处于断路或通路状态。

例如，上述开关可以默认处于闭合状态，并可以根据上述预设值和开关的控制电压设置上述电压放大器的放大倍数，使得在整流控制模块的电源端的电压未达到预设值的情况下，电压放大器输出的电压小于开关的控制电压，此时开关可以仍保持处于闭合状态，在整流控制模块的电源端的电压达到预设值的情况下，电压放大器输出的电压大于或等于开关的控制电压，此时可以驱动开关断开。

本实施例通过电压放大器控制开关的断开与闭合，实现电路较为简单，可以减少成本，并可减小占用的体积。

可选的，所述MOS管控制模块40集成于所述整流控制模块30中。

例如，如图4所示，开关41和控制电路42集成于整流控制模块30中，其中，开关41的第一端可以与整流控制模块30中的驱动端连接，开关41的第二端可以与整流控制模块30中的接地端连接，开关41的第三端可以与控制电路42连接，MOS管20的G极与整流控制模块30的驱动端连接，MOS管20的S极与整流控制模块30的接地端连接。

实际应用中，上述开关41可以默认处于闭合状态，在整流控制模块30的电源端的电压未达到预设值的情况下，控制电路42控制开关41保持闭合状态，此时MOS管20的栅极和所述MOS管的源极处于短路状态，无法导通；在整流控制模块30的电源端的电压达到预设值的情况下，控制电路42可以控制所述开关41断开，此时MOS管20的栅极和所述MOS管的源极处于非短路状态，可以正常工作。

需要说明的是，上述控制电路42可以是整流控制模块30原本包括的控制电路，也可以是额外设置的控制电路，本实施例对此不做限定。

本实施例通过将MOS管控制模块40集成于整流控制模块30中，一方面可以简化内部接线，另一方面可以减小体积。

本发明实施例还提供一种充电器，包括上述的同步整流电路。需要说明的是，同步整流电路的相关内容可以参见前述描述，为避免重复，在此不做赘述。

本发明实施例还提供一种同步整流电路控制方法，该方法应用于上述的同步整流电路。

参见图5，图5是本发明实施例提供的同步整流电路控制方法的流程图。如图5所示，本发明实施例提供的同步整流电路控制方法包括以下步骤：

步骤501、MOS管控制模块在检测到整流控制模块的电源端的电压未达到预设值的情况下，控制MOS管处于截止状态。

本实施例中，上述预设值可以根据实际需求进行合理设置，例如，上述预设值可以是整流控制模块的启动电压，或是整流控制模块正常工作的电压等。

本实施例中，MOS管控制模块在检测到整流控制模块的电源端的电压未达到预设值的情况下，控制MOS管处于截止状态，例如，控制MOS管的源极和栅极短接，或是向MOS管的源极和栅极之间施加反向电压等，可以避免在整流控制模块正常工作前MOS管导通，从而可以避免充电器尚未正常工作时初级MOS管和次级MOS管共同导通，进而可以避免因初级MOS管和次级MOS管共同导通导致充电器充电失效的问题。

可选的，上述步骤501，也即所述MOS管控制模块在检测到整流控制模块的电源端的电压未达到预设值的情况下，控制MOS管处于截止状态，可以包括：

所述MOS管控制模块在所述整流控制模块的电源端的电压未达到预设值的情况下，控制所述MOS管的栅极和所述MOS管的源极处于短路状态；

所述方法还可以包括：

所述MOS管控制模块在所述整流控制模块的电源端的电压达到预设值的情况下，控制所述MOS管的栅极和所述MOS管的源极处于断路或通路状态。

本实施例中，在MOS管的栅极和源极处于短路状态的情况下，MOS管无法导通，也即MOS管处于截止状态；在MOS管的栅极和源极处于断路或通路状态，也即处于非短路状态的情况下，MOS管可以正常工作。

实际应用中，MOS管控制模块可以在检测到整流控制模块尚未正常工作的情况下，控制MOS管的栅极和源极处于短路状态，以避免MOS管导通，在检测到整流控制模块正常工作的情况下，控制MOS管的栅极和源极处于断路或通路状态，以使MOS管可以正常工作，实现同步整流。

本实施例中，在所述整流控制模块的电源端的电压未达到预设值的情况下，控制所述MOS管的栅极和所述MOS管的源极处于短路状态，可以避免充电器尚未正常工作时初级MOS管和次级MOS管共同导通，且实现较为简单；在所述整流控制模块的电源端的电压达到预设值的情况下，控制所述MOS管的栅极和所述MOS管的源极之间处于断路或通路状态，可以保证MOS管的正常工作。

可选的，所述MOS管控制模块可以包括：开关，所述开关的第一端与所述MOS管的栅极连接，所述开关的第二端与所述MOS管的源极连接；控制电路，所述控制电路的第一端连接所述开关的第三端，所述控制电路的第二端连接所述整流控制模块的电源端；

所述MOS管控制模块在所述整流控制模块的电源端的电压未达到预设值的情况下，控制所述MOS管的栅极和所述MOS管的源极处于短路状态，可以包括：

所述MOS管控制模块在所述整流控制模块的电源端的电压未达到预设值的情况下，控制所述开关闭合，以使所述MOS管的栅极和所述MOS管的源极处于短路状态；

所述MOS管控制模块在所述整流控制模块的电源端的电压达到预设值的情况下，控制所述MOS管的栅极和所述MOS管的源极处于断路或通路状态，可以包括：

所述MOS管控制模块在所述整流控制模块的电源端的电压达到预设值的情况下，控制所述开关断开，以使所述MOS管的栅极和所述MOS管的源极处于断路或通路状态。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种同步整流电路，其特征在于，包括：

变压器，包括次级绕组；

MOS管，所述MOS管的漏极与所述次级绕组的一端连接，所述MOS管的源极与负载连接；

整流控制模块，所述整流控制模块的驱动端与所述MOS管的栅极连接；

MOS管控制模块，所述MOS管控制模块的第一端与所述MOS管的栅极连接，所述MOS管控制模块的第二端与所述MOS管的源极连接，所述MOS管控制模块的第三端与所述整流控制模块的电源端连接，在所述整流控制模块的电源端的电压未达到预设值的情况下，控制所述MOS管处于截止状态。

2.根据权利要求1所述的同步整流电路，其特征在于，所述MOS管控制模块在所述整流控制模块的电源端的电压未达到预设值的情况下，控制所述MOS管的栅极和所述MOS管的源极处于短路状态，所述MOS管控制模块还在所述整流控制模块的电源端的电压达到预设值的情况下，控制所述MOS管的栅极和所述MOS管的源极之间处于断路或通路状态。

3.根据权利要求2所述的同步整流电路，其特征在于，所述MOS管控制模块包括：

开关，所述开关的第一端与所述MOS管的栅极连接，所述开关的第二端与所述MOS管的源极连接；

控制电路，所述控制电路的第一端连接所述开关的第三端，所述控制电路的第二端连接所述整流控制模块的电源端，所述控制电路在所述整流控制模块的电源端的电压未达到预设值的情况下，控制所述开关闭合，以使所述MOS管的栅极和所述MOS管的源极处于短路状态，在所述整流控制模块的电源端的电压达到预设值的情况下，控制所述开关断开，以使所述MOS管的栅极和所述MOS管的源极处于断路或通路状态。

4.根据权利要求3所述的同步整流电路，其特征在于，所述控制电路包括电压比较器，其中，所述电压比较器的输入端连接所述整流控制模块的电源端，所述电压比较器的输出端连接所述开关的第三端，在所述整流控制模块的电源端的电压未达到预设值的情况下，控制所述开关闭合，以使所述MOS管的栅极和所述MOS管的源极处于短路状态，在所述整流控制模块的电源端的电压达到预设值的情况下，控制所述开关断开，以使所述MOS管的栅极和所述MOS管的源极处于断路或通路状态。

5.根据权利要求3所述的同步整流电路，其特征在于，所述控制电路包括电压放大器，其中，所述电压放大器的输入端连接所述整流控制模块的电源端，所述电压放大器的输出端连接所述开关的第三端，在所述整流控制模块的电源端的电压未达到预设值的情况下，控制所述开关闭合，以使所述MOS管的栅极和所述MOS管的源极处于短路状态，在所述整流控制模块的电源端的电压达到预设值的情况下，控制所述开关断开，以使所述MOS管的栅极和所述MOS管的源极处于断路或通路状态。

6.根据权利要求3所述的同步整流电路，其特征在于，所述开关为常闭开关。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的同步整流电路，其特征在于，所述MOS管控制模块集成于所述整流控制模块中。

8.一种充电器，其特征在于，包括权利要求1至7中任一项所述的同步整流电路。

9.一种同步整流电路控制方法，其特征在于，应用于权利要求1所述的同步整流电路，所述方法包括：

所述MOS管控制模块在检测到所述整流控制模块的电源端的电压未达到预设值的情况下，控制所述MOS管处于截止状态。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述MOS管控制模块在检测到所述整流控制模块的电源端的电压未达到预设值的情况下，控制所述MOS管处于截止状态，包括：

所述MOS管控制模块在所述整流控制模块的电源端的电压未达到预设值的情况下，控制所述MOS管的栅极和所述MOS管的源极处于短路状态；

所述方法还包括：

所述MOS管控制模块在所述整流控制模块的电源端的电压达到预设值的情况下，控制所述MOS管的栅极和所述MOS管的源极处于断路或通路状态。